DE19813127A1 - Laser device with several laser light emitting diodes - Google Patents

Laser device with several laser light emitting diodes

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Peter Dr Loosen
Reinhart Prof Dr Rer N Poprawe
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Abstract

The laser device has several diodes which emit laser light preferably low order mode light. The diodes are arranged in a plane parallel to each other and at a distance (D) from each other. The diode light beams (10) are collimated or divergency reduced vertical to the plane in which the diodes are arranged. The diodes are formed as individual emitters (11). For decoupling from each other, the diodes are spaced by a distance. This prevents the beams from the individual emitters running into each other before the beams enter into a micro-lens arrangement. The microlens arrangement has a collimating or divergency reducing microlens (16) for each individual emitter beam. Preferably each lens is arranged at a distance (E) from the emitter.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Laservorrichtung mit einer Vielzahl Laserlicht vorzugsweise niedriger Modenordnung emittierender Dioden, die in einer Anordnungsebene mit Ab­ stand zueinander parallel angeordnet sind und deren Licht­ strahlen vertikal zur Anordnungsebene voneinander kollimiert oder divergenzreduziert sind.The invention relates to a laser device a variety of laser light, preferably low mode order emitting diodes that are arranged in an arrangement level with Ab stood parallel to each other and their light radiate from one another vertically to the arrangement plane or reduced divergence.

Diodenlaser sind aufgrund hoher Wirkungsgrade und gerin­ ger Abmessungen von großem Interesse für den industriellen Einsatz. Die Ausgangsleistung einer einzelnen emittierenden Diode ist jedoch auf einige 100 mW begrenzt. Zur Leistungs­ steigerung werden emittierende Dioden in ihrer PN-Übergangs­ ebene nebeneinander angeordnet und dabei zu einer Emitter­ gruppe zusammengefaßt. Eine solche herkömmliche Diodenemit­ tergruppe besteht typischerweise aus 20 Einzelemittern. Jeder Einzelemitter hat Querschnittsabmessungen von 3,5.1 µm und der Teilungsabstand zwischen zwei Einzelemittern beträgt etwa 10 µm, so daß die Ausdehnung einer Emittergruppe aus 20 Emit­ tern etwa 200 µm beträgt. Die Ausgangsleistung einer solchen Emittergruppe beträgt typischerweise 1 bis 2 W. Wegen der nur geringen Entfernung von ca. 10 µm zwischen zwei Emittern kön­ nen Kopplungen zwischen den Lichtstrahlen der Emitter entste­ hen, wodurch die Strahlqualität sinkt. Um die Leistung weiter zu erhöhen, werden mehrere Emittergruppen in der PN-Über­ gangsebene nebeneinander angeordnet, wodurch ein Diodenlaser­ barren entsteht, der typischerweise 10 mm breit ist. Mit einem solchen Diodenlaserbarren können einige 10 W erzielt werden. Die Strahlqualität ist jedoch weiter reduziert. Durch die Strahlkopplung tritt jedoch nicht nur eine Verringerung der Strahlqualität auf, sondern die unvermeidbaren Verluste führen auch zu einer Verringerung der spezifischen Leistung.Diode lasers are low due to their high efficiency dimensions of great interest to industrial Commitment. The output power of a single emitting However, the diode is limited to a few 100 mW. For performance emitting diodes will increase in their PN junction layer arranged side by side and thereby to an emitter group summarized. Such a conventional diode with The group typically consists of 20 individual emitters. Everyone Single emitter has cross-sectional dimensions of 3.5.1 µm and the separation distance between two individual emitters is approximately 10 microns, so that the expansion of an emitter group of 20 emit tern is about 200 microns. The output power of such Emitter group is typically 1 to 2 W. Because of the only short distance of approx. 10 µm between two emitters Couplings between the light beams of the emitters hen, which reduces the beam quality. To continue the performance to increase several emitter groups in the PN-Over aisle level next to each other, creating a diode laser ingot arises, which is typically 10 mm wide. With  Such a diode laser bar can achieve some 10 W. will. However, the beam quality is further reduced. By however, beam coupling does not only result in a reduction the beam quality, but the inevitable losses also lead to a reduction in specific performance.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Laservorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen so zu verbessern, daß man zu einer Skalierung der Diodenlaserlei­ stung kommen kann, ohne dabei die spezifische Leistung und die Strahlqualität zu verringern.The invention is therefore based on the object Laser device with the features mentioned above improve that one can scale the diode laser line can come without sacrificing specific performance and performance to reduce the beam quality.

Aus der DE-C-43 14 601 ist eine Laservorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen bekannt. Das eine Diode verlas­ sende Laserlicht von zeilenweise angeordneten Dioden wird senkrecht zur Anordnungsebene kollimiert. Die kollimierten Lichtstrahlen laufen zu einer Fokussierungsoptik, von der sie auf eine Bearbeitungsstelle eines Werkstücks fokussiert wer­ den. Die Divergenz der bekannten Dioden in ihrer Anordnungs­ ebene ist gering. Das rührt daher, daß die Dioden aus einer Mehrzahl von Einzelemittern bestehen. Die Breite bzw. Länge der Emittergruppe entspricht der Breite des Lichtstrahls bzw. der Länge eines Strahlflecks, dessen Breite durch die Fokus­ sierung bestimmt ist. Es sind optische Mittel vorhanden, die dazu eingesetzt werden, daß sich die Strahlflecken bzw. die Lichtstrahlen mehrerer nebeneinander angeordneter Dioden bzw. Emittergruppen überlappen, um so die gewünschte Werkstückbe­ handlung zu erreichen. Die bekannten Dioden bzw. Emittergrup­ pen weisen die vorbeschriebenen Nachteile der grundsätzlichen Leistungsverluste und der Verringerung der Strahlqualität ebenfalls auf, so daß auch insoweit die Aufgabe besteht, zu einer Skalierung der Diodenlaserleistung zu kommen, ohne da­ bei die spezifische Leistung und die Strahlqualität zu ver­ ringern.From DE-C-43 14 601 is a laser device with the characteristics mentioned above. That read out a diode send laser light from diodes arranged in rows collimated perpendicular to the arrangement plane. The collimated Beams of light run to a focusing optic, from which they focused on a machining point of a workpiece the. The divergence of the known diodes in their arrangement level is low. This is because the diodes are made of one There are a large number of individual emitters. The width or length the emitter group corresponds to the width of the light beam or the length of a beam spot, the width of which is determined by the focus is determined. There are optical means that to be used that the beam spots or Light rays of several diodes or juxtaposed Emitter groups overlap to create the desired workpiece to achieve action. The known diodes or emitter groups pen have the above-mentioned disadvantages of the basic Power losses and the reduction of beam quality also on, so that there is also the task to a scaling of the diode laser power to come without there when ver ver the specific power and the beam quality wrestle.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Dioden als Ein­ zelemitter ausgebildet sind und zur Entkopplung voneinander in der Anordnungsebene einen Abstand voneinander aufweisen, mit dem ein Ineinanderlaufen der Strahlen dieser Einzelemit­ ter in der Anordnungsebene praktisch vermieden ist, bevor ein Strahleneintritt in eine Mikrolinsenanordnung erfolgt die für jeden Einzelemitterstrahl eine ihn in der Anordnungsebene kollimierende oder divergenzreduzierende Mikrolinse aufweist.The object is achieved in that the diodes as an cell emitters are formed and for decoupling from each other have a distance from one another in the arrangement plane, with which the rays of these individuals merge ter in the arrangement level is practically avoided before a  The radiation enters a microlens array one for each individual emitter beam in the arrangement level has collimating or divergence-reducing microlens.

Für die Erfindung ist von Bedeutung, daß der Abstand zwischen den Einzelemittern so groß gewählt wird, daß ein In­ einanderlaufen der Strahlen der Einzelemitter in den aktiven Zonen vernachlässigbar gering ist und die einzelnen Emitter voneinander entkoppelt sind. In Verbindung damit ist von Be­ deutung, daß eine Mikrolinsenanordnung so angeordnet wird, daß die Strahlen der Einzelemitter ungekoppelt in die Mikro­ linsenanordnung eintreten und diese entkoppelt kollimiert wieder verlassen. Damit ist es möglich, kollimierte Licht­ strahlen der Einzelemitter ungekoppelt einer Bearbeitungs­ stelle zuzuführen, ohne daß die spezifische Leistung der Dio­ dengruppe wesentlich absinkt. Es erfolgt vielmehr eine Stei­ gerung der spezifischen Leistung durch Polarisations-Multi­ plexing und Wellenlängen-Multiplexing von Diodengruppen bzw. von Diodenlaserbarren. Die auf die vorgeschlagene Weise auf­ gebaute Laservorrichtung ermöglicht eine optimale Ausnutzung von Diodenlasern.It is important for the invention that the distance between the individual emitters is chosen so large that an In the rays of the individual emitters converge in the active ones Zones are negligible and the individual emitters are decoupled from each other. In connection with this is from Be interpretation that a microlens array is arranged so that the beams of the single emitters are uncoupled into the micro lens arrangement occur and this collimates decoupled leave again. With this it is possible to collimated light the single emitters radiate uncoupled from a machining process position without affecting the specific performance of the Dio the group drops significantly. Rather, there is a steep specific power through polarization multi plexing and wavelength multiplexing of diode groups or of diode laser bars. The on the suggested way built laser device enables optimal utilization of diode lasers.

Die Laservorrichtung kann so ausgebildet werden, daß je­ de Mikrolinse in einer Entfernung vom Einzelemitter angeord­ net ist, die einen maximalen Füllfaktor in der Anordnungsebe­ ne bei entkoppelten Einzelemitterstrahlen einzustellen er­ laubt. Der Füllfaktor ist ein Maß für die Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Raums bzw. der zur Verfügung stehenden Erstreckung durch die Anordnung von Laserstrahlung. Bei maxi­ malem Füllfaktor können die an der Strahlführung beteiligten Bauelemente optimal ausgenutzt werden, insbesondere werden sie thermisch nur gering belastet. Durch Wahl der Entfernung der Mikrolinsen von den zugehörigen Einzelemittern ist es möglich, den Füllfaktor zu optimieren, also so groß zu wäh­ len, daß die Einzelemitterstrahlen gerade noch nicht inein­ ander laufen. Eine solche Ausbildung der Laservorrichtung kann unabhängig davon erfolgen, ob die Mikrolinsen den Einzel­ emittern direkt benachbart sind, oder ob sich zwischen den Mikrolinsen und den Einzelemittern noch zwischenabbildende Optikanordnungen befinden. Auch im letztgenannten Fall ist eine Einstellung der Entfernung der Mikrolinse vom Einzel­ emitter ein Mittel, um den Füllfaktor zu optimieren.The laser device can be designed so that each de Microlens located at a distance from the single emitter net, which is a maximum fill factor in the arrangement level ne set with decoupled single emitter beams leaves. The fill factor is a measure of the utilization of the Available space or the available Extension by the arrangement of laser radiation. At maxi The filling factor can be used by those involved in the beam guidance Components are optimally used, in particular they are only slightly thermally stressed. By choosing the distance it is the microlenses from the associated individual emitters possible to optimize the fill factor, that is to choose so large len that the single emitter beams just not yet in one another run differently. Such a design of the laser device can be done regardless of whether the microlenses the individual emitters are directly adjacent, or whether there is an Microlenses and the single emitters still intermediate imaging Optics are located. Also in the latter case  an adjustment of the distance of the microlens from the individual emitter is a means to optimize the fill factor.

Eine baulich vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich, wenn die Laservorrichtung so ausgebildet ist, daß eine Viel­ zahl von Mikrolinsen zu einem Mikrolinsenarray baulich ver­ eint sind und in der Anordnungsebene gekrümmte Linsenflächen aufweisen. Ein derartiges Mikrolinsenarray besteht beispiels­ weise aus einem verlustarmen optischen Stab, der mit Abstand parallel zu den Einzelemittern angeordnet ist und diesen zu­ gewendete Linsenflächen hat, mit denen das auf sie auftref­ fende Laserlicht kollimiert wird.A structurally advantageous embodiment results if the laser device is designed so that a lot Number of microlenses to a microlens array structurally ver unity and curved lens surfaces in the arrangement plane exhibit. Such a microlens array exists, for example wise from a low loss optical rod that is at a distance is arranged parallel to the individual emitters and to them has reversed lens surfaces with which it hits them laser light is collimated.

Die Laservorrichtung kann so ausgebildet werden, daß die Mikrolinsen den Einzelemittern direkt benachbart angeordnet sind und einem in Strahlungsrichtung direkt benachbarten, be­ darfsweise mit den Mikrolinsen einstückigen und vertikal zur Anordnungsebene wirkenden Kollimator zugeordnet sind. Hier ergibt sich eine sehr gedrungene Bauart, bei der die Mikro­ linsen nur geringen Abstand von den Einzelemittern haben, be­ dingt durch die vergleichsweise große Divergenz des die Ein­ zelemitter verlassenden Laserlichts. Dementsprechend also muß auch der Kollimator sehr dicht an den Mikrolinsen angeordnet sein, was zu der erwähnten kompakten Bauweise in Emissions­ richtung führt.The laser device can be designed so that the Microlenses arranged directly adjacent to the individual emitters are and a directly adjacent in the radiation direction, be may be in one piece with the microlenses and vertical to Arrangement level acting collimator are assigned. Here there is a very compact design, in which the micro lenses are only a short distance from the individual emitters, be due to the comparatively large divergence of the one laser light leaving the cell emitter. Accordingly, must the collimator is also very close to the microlenses be what about the compact design mentioned in emissions direction leads.

Der Abstand der Einzelemitter in ihrer Anordnungsebene ist wesentlich größer, als bei den bekannten Laservorrichtun­ gen. Denen gegenüber ist die hier besprochene Laservorrich­ tung zweckmäßigerweise so auszubilden, daß der Abstand zwi­ schen zwei einander benachbarten Einzelemittern im Bereich von 30 bis 300 µm liegt.The distance between the individual emitters in their arrangement level is much larger than in the known laser devices Opposed to them is the laser device discussed here tion appropriately so that the distance between two adjacent individual emitters in the area is from 30 to 300 microns.

Trotz der vorbeschriebenen vergleichsweise großen Ab­ stände zwischen benachbarten Einzelemittern kann es vorteil­ haft sein, die Mikrolinsen den Einzelemittern nicht direkt benachbart anzuordnen. Eine vorteilhafte Weiterbildung kann dadurch erfolgen, daß zwischen den Einzelemittern und den kollimierenden Mikrolinsen eine zumindest in der Anordnungs­ ebene der Einzelemitter zwischenabbildende Optikanordnung vorhanden ist. Mit Hilfe der zwischenabbildenden Optikanord­ nung kann erreicht werden, daß die Abstandsanordnung der Mi­ krolinsen im Bezug auf die Einzelemitter weniger kritisch ist. Die Realisierung solcher Optikanordnungen mit geringen Abständen würde sehr hohe mechanische Genauigkeiten erforder­ lich machen. Dieser Aufwand wird durch zwischenabbildende Op­ tikanordnungen vermieden. Diese zwischenabbildenden Optikan­ ordnungen können insbesondere auch dazu benutzt werden, daß der Füllfaktor optimiert wird. Die Belegung des vorhandenen Querschnitts mit Lichtstrahlung kann sicherer beeinflußt wer­ den, also ohne die Gefahr eines Ineinanderlaufens der Licht­ strahlen, wenn die Einstellung des Abstands zwischen den Mi­ krolinsen und den Einzelemittern weniger aufwendig bzw. weni­ ger kritisch ist. Die Kollimation der Lichtstrahlen in der Anordnungsebene der Einzelemitter einerseits und vertikal zur Anordnungsebene andererseits kann räumlich unabhängig vonein­ ander erzielt werden, so daß sich damit eine höhere Flexibi­ lität und ein geringerer technischer Aufwand ergibt.Despite the comparatively large Ab stands between neighboring individual emitters it can be an advantage the microlenses not directly to the individual emitters to be placed adjacent. An advantageous development can in that between the individual emitters and the collimating microlenses one at least in the arrangement level of the single emitter intermediate imaging optical arrangement  is available. With the help of the intermediate imaging optical array voltage can be achieved that the spacing of the Mi Krolinsen less critical with regard to the individual emitters is. The implementation of such optics with little Clearances would require very high mechanical accuracies do it. This effort is made possible by the intermediate mapping op Avoidance orders. These intermediate imaging optics Regulations can also be used in particular to ensure that the fill factor is optimized. The assignment of the existing Cross-section with light radiation can be influenced more safely that, that is, without the risk of the light converging beam when the distance between the Mi Krolinsen and the individual emitters less expensive or less is critical. The collimation of the light rays in the Arrangement level of the individual emitters on the one hand and vertically to The arrangement level, on the other hand, can be spatially independent of one another other can be achieved, so that there is a higher flexibility lity and less technical effort.

Eine zwischenabbildende Optikanordnung kann den jeweili­ gen Erfordernissen entsprechend ausgewählt werden. Vorteil­ haft ist es beispielsweise, die Laservorrichtung so auszubil­ den, daß die zwischenabbildende Optikanordnung eine telezen­ trische Zwischenabbildung bewirkt.An intermediate imaging optical arrangement can be used for each be selected according to requirements. Advantage it is for example to train the laser device in this way that the intermediate imaging optical arrangement telezen trical intermediate image causes.

Eine telezentrische Ausbildung der zwischenabbildenden Optikanordnung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß für die Laservorrichtung eine telezentrisch wirkende Spiegelanordnung vorhanden ist.A telecentric training of the intermediate mappers Optical arrangement can be achieved, for example, by that for the laser device a telecentric acting Mirror arrangement is present.

Darüber hinaus ist es aber auch möglich, die Laservor­ richtung so auszubilden, daß eine nichttelezentrisch wirkende Linsenanordnung vorhanden ist.In addition, it is also possible to pre-laser train in such a way that a non-telecentric Lens arrangement is present.

Die vorbeschriebenen Zwischenabbildungen können unter­ schiedlich realisiert werden. Sie können mit reflektiven, re­ fraktiven, diffraktiven und/oder brechungsindexverteilten Elementen oder deren Kombinationen erzeugt werden. The intermediate images described above can be found at can be realized differently. You can use reflective, re fractive, diffractive and / or refractive index-distributed Elements or their combinations are generated.  

Meistens wird es vorteilhaft sein, die Laservorrichtung so auszubilden, daß einer zwischenabbildenden Optikanordnung ein vertikal zur Anordnungsebene wirkender Kollimator vorge­ schaltet ist. Die Optikanordnung braucht dann nicht darauf hin ausgelegt werden, eine Divergenz der Lichtstrahlen verti­ kal zur Anordnungsebene beherrschen zu müssen.Most of the time it will be beneficial to use the laser device to be designed so that an intermediate imaging optical arrangement a collimator acting vertically to the arrangement plane is provided is switched. The optical arrangement then does not need to be be interpreted, a divergence of the light rays verti to be able to control the arrangement level.

Die Laservorrichtung kann so ausgebildet werden, daß einem Strahlenfeld mit durch eine Optikanordnung optimiertem Füllfaktor Optikelemente nachgeschaltet sind, die das Strah­ lenfeld einer vorbestimmten Strahlqualität entsprechend in der Anordnungsebene der Einzelemitter und vertikal dazu homo­ genisieren. Hierdurch wird die Strahlqualität des Gesamt­ strahls so eingestellt, daß die Gesamtstrahlung für vorbe­ stimmte Anwendungsbereiche besser verwendet werden kann.The laser device can be designed such that a radiation field with an optical arrangement Fill factor optical elements are downstream, which the beam lenfeld according to a predetermined beam quality in the arrangement level of the individual emitters and vertically homo genius. This will make the overall beam quality rays set so that the total radiation for vorbe certain areas of application can be better used.

Bevorzugt wird, daß das Mikrolinsenarray mit einem Dia­ mant-Bearbeitungsverfahren aus Kunststoff hergestellt ist. Als Kunststoffe werden beispielsweise PMMA oder PC einge­ setzt, aus denen Diamantwerkzeuge anwendende Bearbeitungsver­ fahren die jeweils erforderlichen Strukturen bzw. Geometrien des Mikrolinsenarrays hergestellen.It is preferred that the microlens array with a slide mant machining process is made of plastic. For example, PMMA or PC are used as plastics sets, from which diamond tools processing machining drive the required structures or geometries of the microlens array.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, die vorne genannt wurde, kann auch dadurch gelöst werden, daß die Dio­ den als Einzelemitter ausgebildet sind, die zur Entkopplung voneinander mit das Laserlicht in ihrer Anordnungsebene füh­ renden Strukturen versehen sind und bedarfsweise einen Strah­ leneintritt in eine Mikrolinsenanordnung aufweisen, die für jeden Einzelemitterstrahl eine ihn in der Anordnungsebene entkoppelnd kollimierende oder divergenzreduzierende Mikro­ linse aufweist. Die das Laserlicht führenden Strukturen sind beispielsweise Wellenleiter. Sie entkoppeln die Einzelemit­ ter, indem sie verhindern, daß deren Lichtstrahlen ineinander laufen. In einigen Anwendungsfällen kann es erforderlich sein, die Laservorrichtung zusätzlich so auszubilden, daß die Einzelemitter einen Strahleneintritt in eine Mikrolinsenan­ ordnung aufweisen, die für jeden Einzelemitterstrahl eine ihn in der Anordnungsebene entkoppelnd kollimierende oder diver­ genzreduzierende Mikrolinse aufweist.The object underlying the invention, the front was mentioned can also be solved in that the Dio which are designed as single emitters for decoupling guide each other with the laser light in their arrangement plane structures are provided and if necessary a beam leneinendung in a microlens arrangement, which for every single emitter beam one in the arrangement level decoupling collimating or divergence-reducing micro has lens. The structures that guide the laser light are for example waveguide. They decouple the individual ter by preventing their light rays from interlocking to run. In some use cases it may be necessary be to train the laser device so that the Single emitter detects radiation entering a microlens have an order for each individual emitter beam collimating or divergent in the arrangement level has a micro-lens that reduces genes.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:The invention is based on Darge in the drawing presented embodiments explained. It shows:

Fig. 1a den typischen Aufbau eines herkömmlichen Dio­ denlaserbarrens mit einer Vielzahl von Einzel­ emittern, FIG. 1a typical configuration of a conventional Dio denlaserbarrens emitters with a plurality of individual,

Fig. 1b die Abstrahlung von Laserlicht des Diodenla­ serbarrens der Fig. 1a, FIG. 1b, the emission of laser light of the Diodenla serbarrens of Fig. 1a,

Fig. 2a eine Aufsicht auf eine schematisch dargestell­ te Anordnung einer Laservorrichtung, Fig. 2a shows a top view of a schematic arrangement of a laser device dargestell te,

Fig. 2b die Seitenansicht der Anordnung der Fig. 2a, FIG. 2b shows the side view of the arrangement of FIG. 2a,

Fig. 3a eine Aufsicht auf eine schematische Darstel­ lung ähnlich Fig. 2a, jedoch mit Detaillierung der Optikanordnung, Fig. 3a shows a plan view of a schematic depicting lung similar to Fig. 2a, but with detailing the optics assembly,

Fig. 3b eine Seitenansicht der Anordnung der Fig. 3a, FIG. 3b is a side view of the arrangement of Fig. 3a,

Fig. 4a eine Aufsicht auf eine Optikanordnung ähnlich Fig. 2a, jedoch mit zwischenabbildender Optik­ anordnung, FIG. 4a similar to a plan view of an optical arrangement Fig. 2a, but with arrangement between imaging optics,

Fig. 4b einen Seitenansicht der Fig. 4a, FIG. 4b shows a side view of Fig. 4a,

Fig. 5a eine Aufsicht auf eine schematische Darstel­ lung einer weiteren Ausführungsform mit zwi­ schenabbildender Optikanordnung, FIG. 5a is a top view of a schematic depicting lung another embodiment with Zvi's imaging optics assembly,

Fig. 5b eine Seitenansicht der Fig. 5a, Fig. 5b is a side view of Fig. 5a,

Fig. 6a eine Aufsicht auf eine Laseranordnung mit zwi­ schenabbildender Optikanordnung in einer spe­ ziellen Ausgestaltung, und Fig. 6a is a plan view of a laser arrangement with inter mediate optical arrangement in a special embodiment, and

Fig. 6b eine Seitenansicht der Laseranordnung der Fig. 6a. Fig. 6b is a side view of the laser assembly of FIG. 6a.

Die Fig. 1a, 1b zeigen jeweils einen Diodenlaserbarren mit einem Grundkörper 22, der auf seiner Oberfläche zwischen einer Vielzahl von Subarrays 23 jeweils eine Spiegelfacette 24 aufweist. Die Subarrays 23 bilden die aktive Schicht des Diodenlaserbarrens und bestehen jeweils aus 10 bis 20 Strei­ fenemittern oder einem Breitstreifenemitter. Die Vergrößerung 25 in Fig. 1a zeigt 10 Streifenemitter mit einer Höhe von je­ weils etwa 1 µm, so daß die aktive Schicht ungefähr 1 bis 2 µm dick ist. Jeder Streifenemitter ist etwa 3,5 µm breit und der Teilungsabstand ist etwa 10 µm, so daß die Breite des gesamten Subarrays bei 20 Streifenemittern 200 µm beträgt und im allgemeinen zwischen 50 bis 200 µm liegen kann. Die Strei­ fenbreite einschließlich der Breite der Spiegelfacette 23 be­ trägt etwa 200 bis 800 µm, so daß sich im allgemeinen die Fig. 1a dargestellten Außenabmessungen ergeben. Dabei stellt die von den Subarrays 23 gebildete Schicht die Anordnungsebe­ ne dar, also diejenige Ebene, in der sämtliche Einzelemitter parallel zueinander und in dieselbe Richtung z strahlend an­ geordnet sind. FIGS. 1a, 1b each show a diode laser bar having a base body 22 which in each case has on its surface between a plurality of sub-arrays 23 is a mirror facet 24th The subarrays 23 form the active layer of the diode laser bar and each consist of 10 to 20 strip emitters or a broad strip emitter. The enlargement 25 in Fig. 1a shows 10 stripe emitters each with a height of about 1 micron, so that the active layer is about 1 to 2 microns thick. Each stripe emitter is about 3.5 microns wide and the pitch is about 10 microns, so that the width of the entire subarray for 20 stripe emitters is 200 microns and can generally be between 50 to 200 microns. The Strei fenbreite including the width of the mirror facet 23 be about 200 to 800 microns, so that there are generally shown in Fig. 1a external dimensions. The layer formed by the subarrays 23 represents the arrangement level ne, that is to say the level in which all the individual emitters are arranged parallel to one another and radiating in the same direction z.

Das Licht der Einzelemitter wird räumlich abgestrahlt, wie in Fig. 1b dargestellt ist. Es ergeben sich Divergenzen in allen Richtungen x,y quer zur Abstrahlungsrichtung z. Die Di­ vergenzen in der Fast-Ebene, nämlich senkrecht zum PN-Über­ gang bzw. zur aktiven Schicht beträgt - wie angegeben - bis zu 90 Winkelgrad. Die Divergenz in der Slow-Ebene, also in der Ebene der aktiven Schicht bzw. der Anordnungsebene be­ trägt bis zu 10 Winkelgrad. Die Intensitätsverteilung der Laserlichtstrahlung ist in Fig. 1b rechts für die Fast-Ebene angegeben und unten für die Slow-Ebene. Dabei ist davon aus­ gegangen, daß jeder einzelne Emitter in beiden Ebenen unab­ hängig von den anderen Emittern Grundmodestrahlung oder Strahlung mit niedriger Modeordnung emittiert.The light from the individual emitters is spatially emitted, as shown in Fig. 1b. There are divergences in all directions x, y across the radiation direction z. The di constrict in the fast plane, namely perpendicular to the PN junction or to the active layer is - as indicated - up to 90 degrees. The divergence in the slow plane, i.e. in the plane of the active layer or the arrangement plane, amounts to up to 10 angular degrees. The intensity distribution of the laser light radiation is shown in Fig. 1b on the right for the fast level and below for the slow level. It has been assumed that each individual emitter emits basic mode radiation or radiation with a low mode order in both planes, independently of the other emitters.

Für eine einzelne Emittergruppe 23 ist davon auszugehen, daß die geringen Entfernungen von ca. 10 µm zwischen benach­ barten Einzelemittern Kopplungen zwischen diesen Emittern verursachen. So ist die Ausgangsstrahlung der Emittergruppe räumlich teilkohärent. Die Strahlqualität in der PN-Über­ gangsebene ist 40-fach beugungsbegrenzt (M2 = 40). In der an­ deren Ebene ist die Strahlung von fundamentalem Mode.For a single emitter group 23 it can be assumed that the short distances of approximately 10 μm between neighboring individual emitters cause couplings between these emitters. The emitter group's output radiation is spatially partially coherent. The beam quality in the PN junction is 40 times diffraction limited (M 2 = 40). At the other level, radiation is of fundamental fashion.

Die nebeneinander angeordneten Emittergruppen 24 emit­ tieren ebenfalls derart divergent, daß Kopplungen zwischen den Emittergruppen bzw. Subarrays 23 entstehen. Bedingt durch die Nebeneinander-Anordnung von Emittergruppen ist die Strahlqualität in der PN-Übergangsebene für einen Diodenla­ serbarren typischerweise 2000-fach beugungsbegrenzt (M2 = 2000). The side-by-side emitter groups 24 also emit so divergent that couplings between the emitter groups or subarrays 23 arise. Due to the juxtaposition of emitter groups, the beam quality in the PN junction plane for a diode laser bar is typically 2000 times diffraction limited (M 2 = 2000).

Betrachtet man als spezifische Leistung Cm die Ausgangs­ leistung geteilt durch das Produkt des Strahlqualitätsfaktors M2 in den beiden zueinander senkrecht stehenden Richtungen x bzw. y, so ergeben sich folgende Situationen:
If the output power divided by the product of the beam quality factor M 2 in the two mutually perpendicular directions x and y is considered as the specific power C m, the following situations result:

  • 1) Einzelemitter 3,5.1 µm M2 x.M2 y = 1
    P = 250 mW
    Cm = 0,25 W
    1) Single emitter 3.5.1 µm M 2 x .M 2 y = 1
    P = 250 mW
    Cm = 0.25 W.
  • 2) eine Emittergruppe M2 x.M2 y = 40
    P = 1 W
    Cm = 0,05 W
    2) an emitter group M 2 x .M 2 y = 40
    P = 1 W.
    Cm = 0.05 W.
  • 3) Diodenlaserbarren (10 mm.1 µm)
    M2 x.M2 y = 2000
    P = 20 W
    Cm = 0,01 W.
    3) diode laser bar (10 mm.1 µm)
    M 2 x .M 2 y = 2000
    P = 20 W.
    Cm = 0.01 W.

Aus vorstehenden Daten läßt sich ableiten, daß die spe­ zifische Leistung konventioneller Emittergruppen um einen Faktor 5 geringer ist, als die eines einzelnen Emitters. Bei konventionellen Diodenlaserbarren ist die spezifische Lei­ stung gegenüber der eines einzelnen Emitters sogar um den Fak­ tor 25 geringer. Bei einer Skalierung der Diodenlaserleistung wäre es daher von Vorteil, diese Skalierung so vorzunehmen, daß eine Verringerung der spezifischen Leistung vermieden werden kann.From the above data it can be deduced that the spe Specific performance of conventional emitter groups by one Factor 5 is less than that of a single emitter. At conventional diode laser bar is the specific lei even compared to that of a single emitter gate 25 lower. With a scaling of the diode laser power it would be an advantage to do this scaling that avoided a decrease in specific performance can be.

Die Fig. 2a, b erläutern das Grundprinzip, mit dem eine Entkoppelung der Lichtstrahlen von Einzelemittern erreicht werden kann. Dargestellt ist ein Diodenbarren 22 mit einem Array 23, das 6 Einzelemitter 11 aufweist. Jeder Einzelemit­ ter 11 hat typischerweise eine Dicke von 1 µm senkrecht zur Darstellungsebene und von 3,5 µm in der Darstellungsebene. Zwei Einzelemitter 11 haben zwischen sich einen Abstand D, der typischerweise im Bereich von 30 bis 300 µm liegt. Bei einem 30 W-Diodenlaserbarren mit einer Breite von 10 mm be­ trägt der Abstand D etwa 60 µm. The Fig. 2a, b illustrate the basic principle can be achieved by a decoupling of the light beams from individual emitters. A diode bar 22 is shown with an array 23 , which has 6 individual emitters 11 . Each Einzelemit ter 11 typically has a thickness of 1 micron perpendicular to the plane and 3.5 microns in the plane. Two individual emitters 11 have a distance D between them, which is typically in the range from 30 to 300 μm. With a 30 W diode laser bar with a width of 10 mm, the distance D is about 60 µm.

Die von den Einzelemittern 11 emittierten Lichtstrahlen 10 haben eine Divergenz, die in den Fig. 2a, 2b durch schema­ tisch dargestellte Kegelquerschnitte symbolisiert wird. In Fig. 1b ist die Kegelform perspektivisch dargestellt. Die Ke­ gelform veranschaulicht hier eine Vielzahl von Lichtstrahlke­ geln, die der Anzahl von Subarrays 23 entspricht und deren Strahlungskegel ineinander laufen.The light beams 10 emitted by the individual emitters 11 have a divergence, which is symbolized in FIGS . 2a, 2b by schematic conical cross sections. In Fig. 1b the conical shape is shown in perspective. The cone shape here illustrates a multiplicity of light beam cones which correspond to the number of subarrays 23 and whose radiation cones run into one another.

Das Licht der Einzelemitter 11 gelangt zu einer Optikan­ ordnung 24, welche in nachstehend beschriebener Weise Einfluß auf den weiteren Verlauf der Lichtstrahlen 10 nimmt. Von Be­ deutung ist zunächst, daß der Abstand D zwischen zwei Einzel­ emittern 11 so groß gewählt ist, daß jeder Einzelemitter 11 von den anderen Einzelemittern 11 entkoppelt ist. Infolge dessen emittiert jeder Einzelemitter 11 unabhängig von den Strahlungen der anderen Diodenemitter mit Grundmodequalität oder mit niedriger Modeordnung. Bedingt durch die großen Ab­ stände bzw. Räume weist die Strahlung des Arrays 23 ohne wei­ tere Führung und Formung des Strahlungsfeldes eine sehr ge­ ringe Strahlqualität auf und kann somit nicht sinnvoll ver­ wendet werden. Die Intensität jedes Lichtstrahls 10 ist durch die schematischen Kurvenverläufe 25 symbolisiert. Die Optik­ anordnung 24 dient nun der optischen Einflußnahme auf das Strahlungsfeld. Zuerst ist aus Fig. 2a unmittelbar ersicht­ lich, daß die Strahlen 10 nicht ineinander laufen, weil der Abstand 26 zwischen der Optikanordnung 24 und den Einzelemit­ tern 11 entsprechend gewählt wurde. Die Optikanordnung 24 führt damit offensichtlich zu einer Erhöhung des Füllfaktors der Arraystrahlung in der PN-Übergangsebene bzw. in der An­ ordnungsebene der Einzelemitter 11. Darüber hinaus kann die Optikanordnung so ausgebildet werden, daß sie die Strahlqua­ lität in den beiden Ebenen durch optische Mittel verändert bzw. symmetrisiert, also in der Anordnungsebene bzw. senk­ recht dazu. Die die Optikanordnung 24 verlassenden Strahlen 10' symbolisieren dies durch unterschiedliche Kurven 25'. Vor allem ist offensichtlich, daß die Strahlen 10 bzw. 10' kolli­ miert sind.The light from the individual emitters 11 arrives at an optics arrangement 24 , which influences the further course of the light beams 10 in the manner described below. Importance of Be is firstly that the distance D between two individual emitters 11 is selected such that each individual emitters 11 is decoupled from the other individual emitters. 11 As a result, each individual emitter 11 emits regardless of the radiation of the other diode emitters with basic mode quality or with a low mode order. Due to the large distances or spaces, the radiation from the array 23 has a very low beam quality without further guidance and shaping of the radiation field and can therefore not be used in a meaningful manner. The intensity of each light beam 10 is symbolized by the schematic curves 25 . The optics arrangement 24 is now used to influence the radiation field optically. First, it is immediately apparent from FIG. 2a that the beams 10 do not run into one another because the distance 26 between the optical arrangement 24 and the individual elements 11 has been chosen accordingly. The optical arrangement 24 thus obviously leads to an increase in the fill factor of the array radiation in the PN junction plane or in the order level of the individual emitters 11 . In addition, the optical arrangement can be designed such that it changes or symmetrizes the beam quality in the two planes by optical means, that is to say in the arrangement plane or perpendicular to it. The rays 10 'leaving the optical arrangement 24 symbolize this by means of different curves 25 '. Above all, it is obvious that the beams 10 and 10 'are colli mated.

Weil der Füllfaktor jedes 3,5 µm breiten Einzelemitters 11 3,5/D beträgt, also nur 3,5% bei einem Abstand D = 100 µm, kann der Füllfaktor durch die Optikanordnung 24 auf über 90% gesteigert werden, ohne daß die spezifische Leistung wesentlich verringert wird.Because the fill factor of each 3.5 µm wide individual emitter 11 is 3.5 / D, ie only 3.5% at a distance D = 100 µm, the fill factor can be increased to over 90% by the optical arrangement 24 without the specific Performance is significantly reduced.

Die Fig. 3a, 3b zeigen einen Diodenbarren 22 mit einer nachgeordneten Optikanordnung, die aus einem Mikrolinsenarray 17 und einem Kollimator 19 besteht. Wie in Fig. 2a erläutert, ist ein Array 23 mit Einzelemittern 11 vorhanden, deren Strahlen 10 sich jeweils in z-Richtung ausbreiten. Infolge der Divergenz vergrößert sich der Querschnitt des Strahls 10 in der PN-Ebene, vergleiche Fig. 3a, und auch in der dazu senkrechten Ebene, vergleiche Fig. 3b. FIGS. 3a, 3b show a diode bar 22 at a downstream optics assembly, which consists of a micro-lens array 17 and a collimator 19th As explained in FIG. 2a, there is an array 23 with individual emitters 11 , the beams 10 of which each propagate in the z direction. As a result of the divergence, the cross section of the beam 10 increases in the PN plane, see FIG. 3a, and also in the plane perpendicular thereto, see FIG. 3b.

Das Mikrolinsenarray 17 bildet für die Strahlen 10 eine Slow-axis, das heißt sie kollimiert die Einzelstrahlen, die mithin, wie in der Darstellungsebene angedeutet, in der An­ ordnungsebene parallel zueinander verlaufen. Das ist inner­ halb des Mikrolinsenarrays 17 und rechts vom Kollimator 19 durch entsprechenden Verlauf der Strahlen 10' angedeutet. Das Mikrolinsenarray 17 besteht aus einer Vielzahl von Mikrolin­ sen 16, wobei jeweils eine Mikrolinse 16 einem Einzelstrahl 10 zugeordnet ist. Jede Mikrolinse 16 kollimiert den Strahl 10 in der PN-Übergangsebene, also in der Darstellungsebene und gemäß Fig. 3b wird auch eine Bündelung des Strahls 10 in der dazu senkrechten Ebene erreicht, also in der Fast-Ebene. Die hauptsächliche Reduzierung der Divergenz in der senkrecht zur PN-Übergangsebene stehenden Ebene, also in der Fast-Ebene bzw. in der auf die Fig. 3b bezogenen Darstellungsebene erfolgt jedoch durch den Kollimator 19. Dieser Kollimator 19 ist eine stabförmige mikrozylindrische Linse, deren Kollima­ tionswirkung aus der Parallelität der Grenzstrahlen 26 abzu­ leiten ist.The microlens array 17 forms a slow axis for the beams 10 , that is to say it collimates the individual beams, which, as indicated in the plane of the illustration, run parallel to one another in the order plane. This is indicated within half of the microlens array 17 and to the right of the collimator 19 by a corresponding course of the rays 10 '. The microlens array 17 consists of a multiplicity of microlenses 16 , one microlens 16 being assigned to a single beam 10 . Each microlens 16 collimates the beam 10 in the PN transition plane, that is to say in the representation plane and, according to FIG. 3b, a bundling of the beam 10 is also achieved in the plane perpendicular thereto, that is to say in the fast plane. However, the main reduction of the divergence in the plane perpendicular to the PN transition plane, that is to say in the fast plane or in the representation plane related to FIG. 3b, is carried out by the collimator 19 . This collimator 19 is a rod-shaped microcylindrical lens, the collimation effect of which is derived from the parallelism of the boundary rays 26 .

Abweichend von der Darstellung in Fig. 3b können die Mi­ krolinsen 16 bzw. das Mikrolinsenarray 17 und der Kollimator 19 auch einstückig ausgebildet sein. Das betreffende ein­ stückige Optikelement hat dementsprechend den Einzelemittern 11 in deren Anordnungsebene gekrümmte Segmente bzw. Mikrolin­ sen 16 und seine Austrittsfläche ist in der Fast-Ebene bzw. Contrary to the illustration in Fig. 3b, the Mi can krolinsen 16 and the microlens array 17 and the collimator 19 can be also integrally formed. The relevant one-piece optical element accordingly has the individual emitters 11 in their arrangement plane curved segments or microlenses 16 and its exit surface is in the fast plane or

in der durch die Koordinaten y und z aufgespannten Ebene mi­ krozylindrisch gekrümmt.in the plane mi spanned by the coordinates y and z Crocylindrical curved.

Die vorgenannten Linsenelemente sind refraktive Linsen­ elemente. Deren Funktionen können auch durch geeignete Gra­ dientindexlinsen, diffraktive oder reflektive Elemente oder deren Kombinationen erfüllt werden. In jedem Fall ist wich­ tig, daß die Anordnung die Kollimation der einzelnen Strahlen 10 vor einem Ineinanderlaufen bewirkt. Zugleich muß die Op­ tikanordnung 24 so ausgebildet werden, daß der Füllfaktor der kollimierten Strahlen 10' optimiert ist, zumindest in Bezug auf eine der Hauptebenen, beispielsweise in Bezug auf die An­ ordnungsebene der Einzelemitter 11.The aforementioned lens elements are refractive lens elements. Their functions can also be fulfilled by suitable gradient index lenses, diffractive or reflective elements or their combinations. In any case, it is important that the arrangement brings about the collimation of the individual beams 10 before they run into one another. At the same time, the optical arrangement 24 must be designed such that the fill factor of the collimated beams 10 'is optimized, at least in relation to one of the main planes, for example in relation to the order level of the individual emitters 11 .

Für einen 30-W-Diodenlaserbarren mit einer Breite 10 mm beträgt der Abstand zwischen zwei Einzelemittern 11 etwa 60 µm. Jeder Einzelemitter 11 hat eine typische numerische Apertur in der Anordnungsebene der Einzelemitter von etwa 0,2. Daraus resultiert, daß die Fokuslänge der Mikrolinsen 16 und somit ihre Entfernung bzw. die Entfernung E des Mikrolin­ senarrays 17 von dem Diodenlaserbarren 22 nur 150 µm beträgt. Für die Realisierung solcher Optikanordnungen sind mechani­ sche Techniken erforderlich, die sich nur mit extrem hohen Genauigkeiten durchführen lassen. Es ist daher wünschenswert, die technischen Anforderungen an die Genauigkeit zu reduzie­ ren. Hierzu wird vorgeschlagen, die Optikanordnung zwischen­ abbildend zu gestalten. Die nachgeschaltete Zwischenabbildung bildet die Einzelemitter 11 in einer Bildebene 27 ab, die von dem Diodenbarren 22 entfernt angeordnet sein kann.For a 30 W diode laser bar with a width of 10 mm, the distance between two individual emitters 11 is approximately 60 µm. Each individual emitter 11 has a typical numerical aperture in the arrangement level of the individual emitters of approximately 0.2. As a result, the focal length of the microlenses 16 and thus their distance or the distance E of the microlens array 17 from the diode laser bar 22 is only 150 μm. For the implementation of such optics arrangements, mechanical techniques are required that can only be carried out with extremely high accuracies. It is therefore desirable to reduce the technical requirements for accuracy. For this purpose, it is proposed to design the optical arrangement between imaging. The subsequent intermediate image depicts the individual emitters 11 in an image plane 27 , which can be arranged at a distance from the diode bar 22 .

Fig. 4a, 4b zeigen eine zwischenabbildende Optikanordnung 24 mit nachgeschaltetem Mikrolinsenarray 17. Die Optikanord­ nung 24 bildet in einer Bildebene 27 ab, die sich hinter dem Mikrolinsenarray 17 befindet. Während das Mikrolinsenarray 17 der Fig. 3a, 3b konvexe Mikrolinsen 16 hat, sind die Mikrolin­ sen 16 des Mikrolinsenarrays 17 der Fig. 4a, 4b konkav. Sie be­ wirken in ähnlicher Weise eine Kollimation der Einzelstrahlen 10' und sind in einer vergrößerten Entfernung E zu den Ein­ zelemittern 11 angeordnet, die in Größenordnungen größer ist, als die in Fig. 3a angegebene Entfernung E. Daher entfallen extrem hohe Genauigkeiten und der Füllfaktor kann trotzdem im gewünschten Umfang optimiert werden. Die Zwischenabbildung durch die Optikanordnung 24 kann unterschiedlich realisiert werden. Es können reflektive, refraktive, diffraktive und/oder brechungsindexverteilte Elemente oder deren Kombinatio­ nen zum Einsatz kommen. Fig. 4a, 4b show an intermediate imaging optics assembly 24 having a downstream microlens array 17. The Optikanord voltage 24 forms in an image plane 27 , which is located behind the microlens array 17 . During has the microlens array 17 of Fig. 3a, 3b convex microlenses 16 which are Mikrolin sen 16 of the microlens array 17 of Fig. 4a, 4b concave. They act in a similar way, a collimation of the individual beams 10 'and are arranged at an enlarged distance E to the one cell emitters 11 , which is of orders of magnitude larger than the distance E indicated in Fig. 3a. Therefore, extremely high accuracies and the fill factor are eliminated can still be optimized to the desired extent. The intermediate image through the optical arrangement 24 can be implemented in different ways. Reflective, refractive, diffractive and / or refractive index-distributed elements or their combinations can be used.

Für die Ausbildung und Anwendung der zwischenabbildenden Optikanordnung 24 ist es vorteilhaft, wenn die Laserstrahlung bzw. die Lichtstrahlen 10 der Einzelemitter 11 in der Fast- Ebene, also senkrecht zur Anordnungsebene der Einzelemitter 11 kollimiert bzw. divergenzreduziert werden, bevor die Ein­ zelstrahlen 10 der Optikanordnung 24 zugeführt werden. Diese Kollimation ergibt sich aus Fig. 4b, in der ein Kollimator 19 im Querschnitt dargestellt ist. Es ist ersichtlich, daß sich die Kollimation senkrecht zur PN-Übergangsebene in einer fla­ chen Ausbildung der Optikanordnung 24 und des Mikrolinsen­ arrays 17 auswirken kann.For the formation and application of between imaging optics arrangement 24, it is advantageous if the laser radiation or the light beams of the individual emitters 11 can be collimated in fast plane ie perpendicular to the plane of arrangement of the individual emitter 11 or divergence-reducing 10 before the A zelstrahlen 10 of the optics assembly 24 are supplied. This collimation results from FIG. 4b, in which a collimator 19 is shown in cross section. It can be seen that the collimation perpendicular to the PN junction plane in a flat design of the optical arrangement 24 and the microlens array 17 can have an effect.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer telezentrisch wir­ kenden Optikanordnung 24 ist in den Fig. 6a, 6b dargestellt. Eine Spiegelanordnung bewirkt eine telezentrische Zwischenab­ bildung mit einer Vergrößerung von etwa 1. Es sind die Strah­ lengänge zweier Einzelstrahlen 10 von Einzelemittern 11 dar­ gestellt. Die Einzelstrahlen gelangen nach einer Kollimation senkrecht zur Anordnungsebene der Einzelemitter 11 zu einem ersten reflektiven Spiegel 28, von dessen konkaver Spiegel­ fläche 28' die Laserstrahlung einer konvexen Spiegelfläche 29' eines zweiten Spiegels 29 zugeführt wird, der gleich­ achsig mit dem ersten Spiegel 28 angeordnet ist und infolge dessen die Laserstrahlung dem Spiegel 28 wieder zuleitet, der die Laserstrahlung einem Mikrolinsenarray 17 zustrahlt. Es ist aus der Fig. 6a ersichtlich, daß eine Strahlformung er­ folgt, bei der die Strahlquerschnitte auf die Abmessungen der Mikrolinsen 16 abgestimmt sind, so daß sich die aus Fig. 6a ersichtliche Kollimierung der Einzelstrahlen 10' ergibt. Ein wesentliches Ineinanderlaufen der Einzelstrahlen 10 kann durch im einzelnen nicht dargestellte Ausgestaltungen und Be­ messungen der Spiegel 28, 29 vermieden werden. A preferred embodiment of a telecentrically effective optical arrangement 24 is shown in FIGS . 6a, 6b. A mirror arrangement causes a telecentric Zwischenab formation with an enlargement of about 1. There are the beam paths of two individual beams 10 from individual emitters 11 . After collimation, the individual beams reach perpendicular to the arrangement plane of the individual emitters 11 to a first reflective mirror 28 , from the concave mirror surface 28 'of which the laser radiation is fed to a convex mirror surface 29 ' of a second mirror 29 , which is arranged axially with the first mirror 28 and as a result, the laser radiation returns to the mirror 28 , which radiates the laser radiation to a microlens array 17 . It can be seen from Fig. 6a that he follows a beam shaping in which the beam cross sections are matched to the dimensions of the microlenses 16 , so that the collimation of the individual beams 10 'results from Fig. 6a. A substantial merging of the individual beams 10 can be avoided by configurations and measurements of the mirrors 28 , 29 ( not shown in detail).

Die Fig. 5a, 5b zeigen, wie eine Optikanordnung 24 mit einer nicht telezentrischen Linsenanordnung ausgebildet wer­ den kann. Ein aus einem Einzelemitter austretender Licht­ strahl wird zunächst mit einem Kollimator 19 als Fast-axis in der zugehörigen Fast-Ebene kollimiert, also senkrecht zur An­ ordnungsebene der Einzelemitter 11, wie Fig. 5b zeigt. Dem Kollimator 19 nachgeordnet ist eine Abbildungsoptik 30, die mit einer speziellen Linse 31 zusammenwirkt, deren Eintritts­ fläche 32 wie eine Facettenlinse wirkt und deren Austritts­ fläche als Mikrolinsenarray 17 mit einer Vielzahl von Mikro­ linsen 16 konfiguriert ist. Mit der Facettenlinse 31 erfolgt eine Abbildung auf die Bildebene 27. Eine Alternative zu der Facettenlinse ist eine Fresnellinse. Mit dieser nicht tele­ zentrischen Linsenanordnung wird ebenfalls erreicht, daß Ein­ zelstrahlen kollimiert sind, und zwar in z-Richtung, auch senkrecht zur Anordnungsebene der Einzelemitter 11. Auch in diesem Fall sind die Mikrolinsen 16 in einer Entfernung E vom Diodenbarren 22 entfernt, die es nicht erforderlich macht, Herstellungstechniken mit extrem hohen Genauigkeiten einzu­ setzen.With a non-telecentric lens arrangement formed Figs. 5a, 5b show how an optical assembly 24 who can the. A light beam emerging from a single emitter is first collimated with a collimator 19 as a fast axis in the associated fast plane, that is to say perpendicular to the arrangement plane of the individual emitters 11 , as shown in FIG. 5b. Downstream of the collimator 19 is an imaging optics 30 , which cooperates with a special lens 31 , the entry surface 32 of which acts like a facet lens and the exit surface of which is configured as a microlens array 17 with a multiplicity of microlenses 16 . The facet lens 31 is used to image the image plane 27 . An alternative to the faceted lens is a Fresnel lens. With this non-tele central lens arrangement it is also achieved that a single rays are collimated, in the z-direction, also perpendicular to the arrangement plane of the individual emitters 11 . In this case, too, the microlenses 16 are at a distance E from the diode bar 22 , which does not make it necessary to use manufacturing techniques with extremely high accuracies.

Ein Strahlungsfeld eines Emittersarrays mit erhöhtem Füllfaktor, wie es beispielsweise durch die mit 10' bezeich­ neten Einzelstrahlen symbolisiert wird, weist unterschiedli­ che Strahlqualitätsfaktoren in den beiden senkrecht zueinan­ der stehenden x,y-Ebenen auf. Für viele Anwendungen, wie zum Beispiel Fasereinkopplung und Endpumpen von Festkörperlasern, ist diese Art von Strahlung ungeeignet. Dazu muß die Strahl­ qualität in den beiden Ebenen homogenisiert werden. Hierzu wird dem Strahlungsfeld eine Optikanordnung zur Anpassung und Homogenisierung der Strahlqualität nachgeschaltet. Diese Op­ tikanordnung hat die Aufgabe, das Strahlungsfeld in geeigne­ ter Weise zu gruppieren und umzuordnen, so daß über den Ge­ samtstrahlquerschnitt eine gewünschte Strahlqualität in bei­ den Richtungen eingestellt werden kann, also in der Anord­ nungsebene der Einzelemitter und vertikal dazu. Eine bei­ spielsweise Optikanordnung kann als Treppenspiegelpaar, als zwei planparallele Platten und anderes realisiert werden. A radiation field of an emitter array with an increased fill factor, as is symbolized, for example, by the individual beams denoted by 10 ', has different beam quality factors in the two x, y planes perpendicular to one another. This type of radiation is unsuitable for many applications, such as fiber coupling and end pumping of solid-state lasers. For this, the beam quality must be homogenized in the two levels. For this purpose, an optical arrangement for adapting and homogenizing the beam quality is connected downstream of the radiation field. This Op tikanordnung has the task of grouping and rearranging the radiation field in a suitable manner, so that a desired beam quality can be set in the directions over the total beam cross-section, ie in the arrangement plane of the individual emitters and vertically to it. An example optical arrangement can be realized as a pair of stair mirrors, as two plane-parallel plates and others.

Der Hauptvorteil von Diodenbarren bzw. Laservorrichtun­ gen, die wie vorbeschrieben ausgebildet sind, ist eine maxi­ male Ausnutzung der gesamten Laservorrichtung. Es erfolgt eine Ausnutzung derart, daß die Diodenlaser als Ersatz von lampengepunkten Festkörperlasern auch zum Schneiden und zum Schweißen von Metallen verwendet werden können. Das ergibt sich durch den folgenden Vergleich mit kommerziell verfügba­ ren lampengepumpten Festkörperlasern, die zum Beispiel eine Leistung von 3000 W bei einem Strahlqualitätsfaktor von M2 = 100 haben. Damit ergibt sich eine spezifische Leistung von Cm = 3000 W/100.100 = 0,3 W. Die spezifische Leistung eines Einzelemitters beträgt Cm = 0,25 W, ist also nur wenig geringer, als die spezifische Leistung eines herkömmlichen Festkörperlasers. Ein gemäß der Erfindung optimierter Dioden­ laserbarren bzw. eine mit solchen Barren hergestellte Laser­ vorrichtung hat, wenn sie ohne Strahlqualitätsverlust arbei­ tet, also ebenfalls eine spezifische Leistung von 0,25 W. Trotz der Erfindung auftretende unvermeidbare Verluste, die die spezifische Leistung verringern, lassen sich jedoch durch Polarisations-Multiplexing und Wellenlängen-Multiplexing auf­ fangen. Mittels einer Kopplung der Diodenlaser durch Polari­ sation und/oder Wellenlänge kann die spezifische Leistung ausreichend gesteigert werden.The main advantage of diode bars or laser devices, which are designed as described above, is a maximum use of the entire laser device. It is used in such a way that the diode lasers can also be used as replacements for lamp-focused solid-state lasers for cutting and welding metals. This results from the following comparison with commercially available lamp-pumped solid-state lasers, which for example have an output of 3000 W with a beam quality factor of M 2 = 100. This results in a specific power of C m = 3000 W / 100.100 = 0.3 W. The specific power of a single emitter is C m = 0.25 W, which is only slightly less than the specific power of a conventional solid-state laser. A diode laser bar optimized according to the invention or a laser device produced with such bars has, if it works without loss of beam quality, thus also has a specific power of 0.25 W. Despite the invention, unavoidable losses that reduce the specific power occur but catch up with polarization multiplexing and wavelength multiplexing. By coupling the diode laser through polarization and / or wavelength, the specific power can be increased sufficiently.

Claims (15)

1. Laservorrichtung mit einer Vielzahl Laserlicht vorzugs­ weise niedriger Modenordnung emittierender Dioden, die in einer Anordnungsebene mit Abstand zueinander parallel angeordnet sind und deren Lichtstrahlen (10) vertikal zur Anordnungsebene voneinander kollimiert oder diver­ genzreduziert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden als Einzelemitter (11) ausgebildet sind und zur Entkopplung voneinander in der Anordnungsebene einen Ab­ stand (D) voneinander aufweisen, mit dem ein Ineinander­ laufen der Strahlen (10) dieser Einzelemitter (11) in der Anordnungsebene praktisch vermieden ist, bevor ein Strahleneintritt in eine Mikrolinsenanordnung erfolgt, die für jeden Einzelemitterstrahl (10) eine ihn in der Anordnungsebene kollimierende oder divergenzreduzierende Mikrolinse (16) aufweist.1. Laser device with a large number of laser light, preferably low mode order emitting diodes, which are arranged parallel to one another in a plane of arrangement and whose light beams ( 10 ) are collimated or diverge-reduced from one another vertically to the plane of arrangement, characterized in that the diodes as individual emitters ( 11 ) are formed and for decoupling from each other in the arrangement level from (D) from each other, with which the rays ( 10 ) of these individual emitters ( 11 ) run into one another is practically avoided in the arrangement plane before radiation occurs in a microlens arrangement, which for each individual emitter beam ( 10 ) has a microlens ( 16 ) which collimates or reduces divergence in the arrangement plane. 2. Laservorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Mikrolinse (16) in einer Entfernung (E) vom Einzelemitter (11) angeordnet ist, die einen ma­ ximalen Füllfaktor in der Anordnungsebene bei entkoppel­ ten Einzelemitterstrahlen (10) einzustellen erlaubt.2. Laser device according to claim 1, characterized in that each microlens ( 16 ) at a distance (E) from the single emitter ( 11 ) is arranged, which allows a ma ximal fill factor in the arrangement plane at decoupling th single emitter beams ( 10 ). 3. Laservorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Vielzahl von Mikrolinsen (16) zu einem Mikrolinsenarray (17) baulich vereint sind und in der Anordnungsebene gekrümmte Linsenflächen aufwei­ sen.3. Laser device according to claim 1 or 2, characterized in that a plurality of microlenses ( 16 ) are structurally combined to form a microlens array ( 17 ) and curved lens surfaces in the arrangement plane have sen. 4. Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mikrolinsen (16) den Einzelemittern (11) direkt benachbart angeordnet sind und einem in Strahlungsrichtung (z) direkt benachbarten, bedarfsweise mit den Mikrolinsen (16) einstückigen und vertikal zur Anordnungsebene wirkenden Kollimator (19) zugeordnet sind.4. Laser device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the microlenses ( 16 ) the individual emitters ( 11 ) are arranged directly adjacent and one in the radiation direction (z) directly adjacent, if necessary with the microlenses ( 16 ) in one piece and vertically Collimator ( 19 ) acting to the arrangement level are assigned. 5. Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abstand (D) zwischen zwei einander benachbarten Einzelemittern (11) im Be­ reich von 30 bis 300 µm liegt.5. Laser device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the distance (D) between two adjacent individual emitters ( 11 ) is in the range from 30 to 300 microns. 6. Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen den Einzelemittern (11) und den kollimierenden Mikrolinsen (16) eine zumin­ dest in der Anordnungsebene der Einzelemitter (11) zwi­ schenabbildende Optikanordnung (24) vorhanden ist.6. Laser device according to one of claims 1 to 5, characterized in that between the individual emitters ( 11 ) and the collimating microlenses ( 16 ) at least in the arrangement level of the individual emitters ( 11 ) inter mediate optical arrangement ( 24 ) is present. 7. Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die zwischenabbildende Op­ tikanordnung (24) eine telezentrische Zwischenabbildung bewirkt.7. Laser device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the intermediate imaging Op tikananordnung ( 24 ) causes a telecentric intermediate image. 8. Laservorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine telezentrisch wirkende Spiegelanord­ nung (20) vorhanden ist.8. Laser device according to claim 7, characterized in that a telecentrically acting Spiegelanord voltage ( 20 ) is present. 9. Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß eine nichttelezentrisch wirkende Linsenanordnung (21) vorhanden ist.9. Laser device according to one of claims 1 to 8, characterized in that a non-telecentrically acting lens arrangement ( 21 ) is present. 10. Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß einer zwischenabbildenden Optikanordnung ein vertikal zur Anordnungsebene wirken­ der Kollimator (19) vorgeschaltet ist.10. Laser device according to one of claims 1 to 9, characterized in that an intermediate imaging optical arrangement acting vertically to the arrangement level of the collimator ( 19 ) is connected upstream. 11. Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß einem Strahlenfeld mit durch eine Optikanordnung (24) optimiertem Füllfaktor Optikelemente nachgeschaltet sind, die das Strahlenfeld einer vorbestimmten Strahlqualität entsprechend in der Anordnungsebene der Einzelemitter und vertikal dazu ho­ mogenisieren. 11. Laser device according to one of claims 1 to 10, characterized in that a radiation field with an optical arrangement ( 24 ) optimized filling factor are connected downstream optical elements that homogenize the radiation field according to a predetermined beam quality in the arrangement plane of the individual emitters and vertically thereto. 12. Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß das Mikrolinsenarray (17) mit einem Diamant-Bearbeitungsverfahren aus Kunststoff hergestellt ist.12. Laser device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the microlens array ( 17 ) with a diamond processing method is made of plastic. 13. Laservorrichtung mit einer Vielzahl Laserlicht vorzugs­ weise niedriger Modenordnung emittierender Dioden, die in einer Anordnungsebene mit Abstand zueinander parallel angeordnet sind und deren Lichtstrahlen (10) vertikal zur Anordnungsebene voneinander kollimiert oder diver­ genzreduziert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden als Einzelemitter (11) ausgebildet sind, die zur Entkopplung voneinander mit das Laserlicht in ihrer An­ ordnungsebene führenden Strukturen versehen sind und be­ darfsweise einen Strahleneintritt in eine Mikrolinsenan­ ordnung aufweisen, die für jeden Einzelemitterstrahl (10) eine ihn in der Anordnungsebene entkoppelnd kolli­ mierende oder divergenzreduzierende Mikrolinse (16) auf­ weist.13. Laser device with a plurality of laser light, preferably low mode order emitting diodes, which are arranged parallel to one another in a plane of arrangement and whose light beams ( 10 ) are collimated or diverge-reduced from one another vertically to the plane of arrangement, characterized in that the diodes as individual emitters ( 11 ) are formed, which are provided for decoupling from one another with the laser light in their order-guiding structures and may have a beam entry into a microlens arrangement, which for each individual emitter beam ( 10 ) decouples it in the arrangement plane, collimating or divergence-reducing microlens ( 16 ) having. 14. Die Verwendung einer Mikrolinsenanordnung zum entkop­ pelnd erfolgenden Kollimieren oder Divergenzreduzieren von Einzelemitterstrahlen (10) einer vorzugsweise einer Werkstückbearbeitung dienenden Laservorrichtung, deren einander parallele Einzelemitter (11) zur Entkopplung voneinander in einer Anordnungsebene mit Abstand (D) voneinander angeordnet werden, und denen jeweils eine Mikrolinse (16) in einer Entfernung zugeordnet ist, die einen maximalen Füllfaktor der Einzelemitterstrahlen (10) in der Anordnungsebene der Einzelemitter (11) be­ wirkt.14. The use of a microlens arrangement for the decoupling collimation or divergence reduction of single emitter beams ( 10 ) of a preferably a workpiece machining laser device, the mutually parallel single emitters ( 11 ) for decoupling from one another in an arrangement plane at a distance (D) from each other, and each a microlens ( 16 ) is assigned at a distance which has a maximum filling factor of the individual emitter beams ( 10 ) in the arrangement plane of the individual emitters ( 11 ). 15. Die Verwendung von einander parallelen Einzelemittern (11) mit ihr Laserlicht in ihrer Anordnungsebene führen­ den Strukturen zum entkoppelnd erfolgenden Kollimieren oder Divergenzreduzieren von Einzelemitterstrahlen (10) einer vorzugsweise einer Werkstückbearbeitung dienenden Laservorrichtung.15. The use of mutually parallel individual emitters ( 11 ) with their laser light in their arrangement plane lead the structures to decoupling collimation or divergence reduction of individual emitter beams ( 10 ) of a laser device which is preferably used for workpiece processing.
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Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19849869A1 (en) * 1998-10-29 2000-05-11 Deutsche Telekom Ag Method and device for the coherent addition of the emission of semiconductor lasers
WO2002084377A2 (en) * 2001-04-18 2002-10-24 Hentze-Lissotschenko Patentverwaltungs Gmbh & Co. Kg Device for collimating light emanating from a laser light source and beam transformer for said arrangement
EP1782910A1 (en) * 2005-11-02 2007-05-09 SAIA-Burgess Oldenburg GmbH & Co. KG Apparatus for durable joining of two workpieces having at least one source of energy
US8531648B2 (en) 2008-09-22 2013-09-10 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, programmable patterning device and lithographic method
US8896815B2 (en) 2011-10-31 2014-11-25 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US9041911B2 (en) 2010-02-25 2015-05-26 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US9134630B2 (en) 2010-02-09 2015-09-15 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US9235140B2 (en) 2010-02-23 2016-01-12 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US9304401B2 (en) 2011-03-29 2016-04-05 Asml Netherlands B.V. Measurement of the position of a radiation beam spot in lithography
US9316926B2 (en) 2010-12-08 2016-04-19 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US9341960B2 (en) 2011-12-05 2016-05-17 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US9354502B2 (en) 2012-01-12 2016-05-31 Asml Netherlands B.V. Lithography apparatus, an apparatus for providing setpoint data, a device manufacturing method, a method for providing setpoint data and a computer program
US9488921B2 (en) 2011-12-06 2016-11-08 Asml Netherlands B.V. Lithography apparatus, an apparatus for providing setpoint data, a device manufacturing method, a method of calculating setpoint data and a computer program
US9494869B2 (en) 2011-12-27 2016-11-15 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US9513561B2 (en) 2011-04-21 2016-12-06 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, method for maintaining a lithographic apparatus and device manufacturing method
US9568831B2 (en) 2012-01-17 2017-02-14 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US9645502B2 (en) 2011-04-08 2017-05-09 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, programmable patterning device and lithographic method
US9690210B2 (en) 2011-08-18 2017-06-27 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US9696633B2 (en) 2010-04-12 2017-07-04 Asml Netherlands B.V. Substrate handling apparatus and lithographic apparatus
US9696636B2 (en) 2011-11-29 2017-07-04 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, device manufacturing method and computer program
US9715183B2 (en) 2012-02-23 2017-07-25 Asml Netherlands B.V. Device, lithographic apparatus, method for guiding radiation and device manufacturing method
US9823576B2 (en) 2013-01-29 2017-11-21 Asml Netherlands B.V. Radiation modulator for a lithography apparatus, a lithography apparatus, a method of modulating radiation for use in lithography, and a device manufacturing method
US10346729B2 (en) 2011-11-29 2019-07-09 Asml Netherlands B.V. Apparatus and method for converting a vector-based representation of a desired device pattern for a lithography apparatus, apparatus and method for providing data to a programmable patterning device, a lithography apparatus and a device manufacturing method
CN114514085A (en) * 2020-05-26 2022-05-17 Limo显示有限责任公司 Device for homogenizing laser light and arrangement comprising a plurality of such devices
US20220236384A1 (en) * 2019-08-13 2022-07-28 Apple Inc. Focal plane optical conditioning for integrated photonics

Cited By (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19849869A1 (en) * 1998-10-29 2000-05-11 Deutsche Telekom Ag Method and device for the coherent addition of the emission of semiconductor lasers
WO2002084377A2 (en) * 2001-04-18 2002-10-24 Hentze-Lissotschenko Patentverwaltungs Gmbh & Co. Kg Device for collimating light emanating from a laser light source and beam transformer for said arrangement
DE10118788A1 (en) * 2001-04-18 2002-10-24 Lissotschenko Vitalij Collimating device for laser light has beam transformation device for making light from multiple sources be incident on single collimator element
WO2002084377A3 (en) * 2001-04-18 2003-10-23 Hentze Lissotschenko Patentver Device for collimating light emanating from a laser light source and beam transformer for said arrangement
US7035014B2 (en) 2001-04-18 2006-04-25 Hentze-Lissotschenko Device for collimating light emanating from a laser light source and beam transformer for said arrangement
EP1782910A1 (en) * 2005-11-02 2007-05-09 SAIA-Burgess Oldenburg GmbH & Co. KG Apparatus for durable joining of two workpieces having at least one source of energy
US9335638B2 (en) 2008-09-22 2016-05-10 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, programmable patterning device and lithographic method
US8531648B2 (en) 2008-09-22 2013-09-10 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, programmable patterning device and lithographic method
US9372412B2 (en) 2010-02-09 2016-06-21 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US9134630B2 (en) 2010-02-09 2015-09-15 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US9235140B2 (en) 2010-02-23 2016-01-12 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US9041911B2 (en) 2010-02-25 2015-05-26 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US9696633B2 (en) 2010-04-12 2017-07-04 Asml Netherlands B.V. Substrate handling apparatus and lithographic apparatus
US9316926B2 (en) 2010-12-08 2016-04-19 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US9304401B2 (en) 2011-03-29 2016-04-05 Asml Netherlands B.V. Measurement of the position of a radiation beam spot in lithography
US9645502B2 (en) 2011-04-08 2017-05-09 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, programmable patterning device and lithographic method
US9513561B2 (en) 2011-04-21 2016-12-06 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, method for maintaining a lithographic apparatus and device manufacturing method
US9690210B2 (en) 2011-08-18 2017-06-27 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US8896815B2 (en) 2011-10-31 2014-11-25 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US9696636B2 (en) 2011-11-29 2017-07-04 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, device manufacturing method and computer program
US10346729B2 (en) 2011-11-29 2019-07-09 Asml Netherlands B.V. Apparatus and method for converting a vector-based representation of a desired device pattern for a lithography apparatus, apparatus and method for providing data to a programmable patterning device, a lithography apparatus and a device manufacturing method
US9341960B2 (en) 2011-12-05 2016-05-17 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US9488921B2 (en) 2011-12-06 2016-11-08 Asml Netherlands B.V. Lithography apparatus, an apparatus for providing setpoint data, a device manufacturing method, a method of calculating setpoint data and a computer program
US9494869B2 (en) 2011-12-27 2016-11-15 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US9354502B2 (en) 2012-01-12 2016-05-31 Asml Netherlands B.V. Lithography apparatus, an apparatus for providing setpoint data, a device manufacturing method, a method for providing setpoint data and a computer program
US9568831B2 (en) 2012-01-17 2017-02-14 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US9715183B2 (en) 2012-02-23 2017-07-25 Asml Netherlands B.V. Device, lithographic apparatus, method for guiding radiation and device manufacturing method
US9823576B2 (en) 2013-01-29 2017-11-21 Asml Netherlands B.V. Radiation modulator for a lithography apparatus, a lithography apparatus, a method of modulating radiation for use in lithography, and a device manufacturing method
US20220236384A1 (en) * 2019-08-13 2022-07-28 Apple Inc. Focal plane optical conditioning for integrated photonics
CN114514085A (en) * 2020-05-26 2022-05-17 Limo显示有限责任公司 Device for homogenizing laser light and arrangement comprising a plurality of such devices

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